2018粵教版高中物理選修(3-3)第16點《氣體變質(zhì)量問題的處理方法》精講精練

第16點氣體變質(zhì)量問題的處理方法分析變質(zhì)量問題時，可以通過巧妙選擇合適的研究對象，使這類問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量的氣體問題，用理想氣體狀態(tài)方程求解.1打氣問題向球、輪胎中充氣是一個典型的氣體變質(zhì)量的問題.只要選擇球內(nèi)原有氣體和即將打入的氣體作為研究對象，就可以把充氣過程中的氣體質(zhì)量變化的問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量氣體的狀態(tài)變化問題.2?抽氣問題從容器內(nèi)抽氣的過程中，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不斷減小，這屬于變質(zhì)量問題.分析時，將每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體作為研究對象，質(zhì)量不變，故抽氣過程可看作是膨脹的過程.3.灌氣問題將一個大容器中的氣體分裝到多個小容器中的問題也是一個典型的變質(zhì)量問題.分析這類問題時，可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體看作是一個整體來作為研究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題.4.漏氣問題容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，屬于變質(zhì)量問題，不能用理想氣體狀態(tài)方程求解.如果選容器內(nèi)剩余氣體與漏出的氣體為研究對象，便可使問題變成定質(zhì)量的氣體狀態(tài)變化的問題，可用理想氣體狀態(tài)方程求解.:對點例題】貯氣筒內(nèi)壓縮氣體的溫度為27C，壓強(qiáng)是20atm，從筒內(nèi)放出一半質(zhì)量的氣體后，并使筒內(nèi)剩余氣體的溫度降低為12C，求剩余氣體的壓強(qiáng)為多大？解題指導(dǎo)以筒內(nèi)剩余氣體為研究對象，它原來占有整個筒容積的一半，后來充滿整個筒，設(shè)筒的容積為V，則初態(tài)：p1=20atm,W=2v,Ti=(273+27)K=300K末態(tài)：p2=?,V2=V,T2=(273+12)K=285K根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：=卑吐得：P2=P得：P2=PiViT2_V2T1—20XVX285300Vatm=9.5atm.答案9.5atm技巧點撥選擇剩余氣體為研究對象，把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題.1.一只輪胎容積為V=10L,已裝有pi=1atm的空氣?現(xiàn)用打氣筒給它打氣，已知打氣筒的容積為V°=1L,要使胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到p2=2.5atm，應(yīng)至少打氣(設(shè)打氣過程中輪胎容積及氣體溫度保持不變，大氣壓強(qiáng)po=1atm)()B.10次D.15次C.12D.15次解析本題中，胎內(nèi)氣體質(zhì)量發(fā)生變化，選打入的和原來的氣體組成的整體為研究對象.打氣次數(shù)為n,則V1=nV°+V,由玻意耳定律得，p21=p?V,解得n=15次，故選D.2.一只兩用活塞氣筒的原理如圖1所示(打氣時如圖甲所示，抽氣時如圖乙所示)，其筒內(nèi)體積為Vo,現(xiàn)將它與另一只容積為V的容器相連接，容器內(nèi)的空氣壓強(qiáng)為po,當(dāng)分別作為打氣筒和抽氣筒時，活塞工作n次后，在上述兩種情況下，容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)分別為(大氣壓強(qiáng)為po)()A.npo,1npoB^po,VoA.npo,1npoB^po,VonVpoC.(1+npo,(1+打％甲抽工乙npoD.(1+畔)po,(V^)npo答案D解析打氣時，活塞每推動一次，把體積為V解析打氣時，活塞每推動一次，把體積為Vo,壓強(qiáng)為po的氣體推入容器內(nèi)，若活塞工作n次，就是把壓強(qiáng)為po,體積為nV。的氣體壓入容器內(nèi)，容器內(nèi)原來有壓強(qiáng)為po,體積為V的氣體，根據(jù)玻意耳定律得:po(V+nVo)=p'V.所以p'=V+J*Vopo=(1+nVV°)po.抽氣時，活塞每拉動一次，把容器中的氣體的體積從V膨Vo氣體排出，而再脹為V+VoVo氣體排出，而再次拉動活塞時，意耳定律得：將容器中剩余的氣體從V又膨脹到V+Vo,容